电池在其使用寿命期间的质量和性能不仅受到充电情况和温度的影响,还取决于最初的制造工艺。为了更好地控制电池的性能和使用寿命,对电池老化过程进行精确建模至关重要。

在电池使用寿命期间,由于不可逆的物理变化和化学反应,电池会逐渐老化。传统工程方法在分析这些变化时需要依靠大量成本高昂的试验和试错。电池设计的突破需要进行多种原理(热、机械、电化学)及多规模扩展过程(从单个电极到完整的电池组)的研发。除了 CFD,完整的电池开发流程还需进行多物理场仿真,包括结构分析仿真、电子仿真和系统仿真。

ANSYS CFD 可以对从分子级别到模组级别的电池性能进行仿真,还可通过以下方式降低开发成本并缩短产品上市时间:

  • 通过减少昂贵的试验和试错来缩短设计周期
  • 对成本、能量密度、使用寿命、工作温度和安全性之间的平衡进行优化
  • 在单一、具有实际意义的环境中考量所有相关的物理作用,且所有物理仿真效果均为同类最佳

新增功能:Fluent 精细电化学模型可优化锂离子电池

电池制造商需在竭力实现最小尺寸、重量和成本的封装包中装入大量电能。Fluent 中包含可优化锂离子电池的精细电化学模型,该模型可用于探索负极材料或预测老化效果。

显示电池放电期间锂浓度的 ANSYS Fluent 精细锂离子电化学模型仿真。

显示电池放电期间锂浓度的 ANSYS Fluent 精细锂离子
电化学模型仿真。

网格划分

电极微粒表面的网格划分

散热通道网格划分

电池散热通道网格划分

模组

电芯温度分布和锂离子电池模组的散热组件

借助 CFD 仿真设计下一代电动动力系统 — 白皮书

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